干燥

干燥是一种传质过程，包括通过从固体、半固体或液体中蒸发除去水或其他溶剂。 此过程通常用作销售或包装产品之前的最后生产步骤。 被认为是干燥的，最终产品必须是固体，呈连续片状、长片、颗粒或粉末。 通常涉及热源和去除过程中产生的蒸汽的试剂。 在食品、谷物和疫苗等药品等生物产品中，要去除的溶剂几乎总是水。 干燥可能是干燥的同义词或被认为是一种极端的干燥形式。

在最常见的情况下，气流通过对流施加热量并将蒸汽作为湿气带走。 其他可能性是真空干燥，其中通过传导或辐射提供热量，同时由此产生的蒸汽由真空系统去除。 另一种间接技术是滚筒干燥，其中使用加热表面提供能量，吸气器将蒸汽抽出房间。 相反，通过过滤或离心对溶剂进行的机械提取不被认为是干燥，而是排水。

在一些具有相对高的初始水分含量的产品中，可以观察到作为时间函数的平均产品水分含量的初始线性减少持续有限的时间，通常称为恒定干燥速率期。 通常，在此期间，去除的是单个颗粒外部的表面水分。 在此期间的干燥速率主要取决于传热到被干燥材料的速率。 因此，xxx可实现的干燥速率被认为是传热限制的。 如果继续干燥，曲线的斜率，即干燥速率，将变得不那么陡峭（下降速率期），并最终在很长一段时间内趋于接近水平。 然后产品水分含量恒定在平衡水分含量，实际上它与脱水介质处于平衡状态。 在降速期，水分从产品内部向表面迁移主要是通过分子扩散，即 水通量与水分含量梯度成正比。 这意味着水从水分含量较高的区域移动到水分含量较低的区域，这种现象可以用热力学第二定律解释。 如果除水量很大，产品通常会收缩和变形，除非经过精心设计的冷冻干燥过程。 降速期间的干燥速率由从被干燥固体内部去除水分或溶剂的速率控制，并被称为受传质限制。 这在水果和蔬菜等吸湿性产品中得到广泛关注，其中干燥发生在下降速率期间，而恒定干燥速率期间据说可以忽略不计。

以下是一些通用的干燥方法：

• 应用热空气（对流或直接干燥）。 空气加热增加传热的干燥力并加速干燥。 它还降低了空气相对湿度，进一步增加了干燥的驱动力。 在降速期间，随着水分含量下降，固体升温，较高的温度会加速水从固体内部扩散到表面。 然而，产品质量方面的考虑限制了空气温度的适用升高。 过热的空气几乎可以使固体表面完全脱水，使其孔隙收缩并几乎闭合，导致结壳或表面硬化，这通常是不希望出现的。 例如在木材（木材）干燥中，空气被加热（加速干燥），但也加入了一些蒸汽（这在一定程度上阻碍了干燥速度），以避免表面过度脱水和产品因高水分而变形 木材厚度的梯度。 喷雾干燥属于此类。

• 间接或接触干燥（通过热壁加热），如滚筒干燥、真空干燥。 同样，较高的壁温会加速干燥，但这会受到产品降解或表面硬化的限制。 滚筒干燥属于此类。
• 介电干燥（射频或微波在材料内部被吸收）是当今深入研究的焦点。 它可用于辅助空气干燥或真空干燥。 研究人员发现，微波完成干燥可加快传统干燥方法结束时非常低的干燥速度。
• 冷冻干燥或冻干是一种干燥方法，其中溶剂在干燥前冷冻，然后升华。